ÁREAS DE INTERVENÇÃO E DIRETRIZES PROPOSTAS
A Indústria da Água na Europa contribui para o consumo significativo de energia, com emissões de CO2 associadas, o que, por sua vez, afeta negativamente o meio ambiente e a economia.
O setor da água é um dos setores com maior consumo de energia nas regiões industrializadas. Estudos apontam para o quarto maior consumidor de energia, no Reino Unido, tendo como resultados a contribuição ​​para as emissões de CO2. Grande parte desse consumo de energia é efetuado de forma ineficiente, na distribuição de água para os consumidores e no transporte de águas residuais para as estações de tratamento. Um exemplo da ineficiência do processo de distribuição de água é o excesso de pressão que existe nas redes de abastecimento e que normalmente é dissipada em válvulas redutoras de pressão e em câmaras de perda de carga, e ao longo do circuito hidráulico a existência de roturas ou fugas, assim como, incrustações devido ao envelhecimento das infraestruturas de captação, abastecimento e distribuição. Sabe-se que essa distribuição ineficiente de água e a presença de excesso de pressão existe em redes de sistemas de abastecimento, de saneamento, sistemas de irrigação, em instalações industriais, com utilização intensiva de água. Se considerarmos que a irrigação e o uso industrial da água representam 40% e 44%, respetivamente, do uso de água na UE, enquanto a água potável representa apenas 15%, esses valores mostram a extensão do uso ineficiente da água em redes de distribuição.
Nesta conformidade, pretende-se descrever o progresso na redução do consumo de energia em redes de água através do uso de micro-turbinas de baixo custo, como um meio de explorar o excesso de pressão nessas redes, produzindo eletricidade para consumo local ou para injetar na rede, dependendo da potência instalada. A União Europeia atribuiu 2,9 milhões de euros para o desenvolvimento do projeto Reducing the Energy Dependency of Atlantic Water Networks (REDAWN), de apoio à eficiência energética na indústria da água, na área do Atlântico, que conta com a colaboração portuguesa do Instituto Superior Técnico, em cooperação com várias instituições internacionais (i.e. académicas, empresariais, organizacionais e entidades gestoras). Neste sentido está em curso uma investigação aplicada para a seleção, projeto e implementação de instalações piloto de demonstração de soluções micro-hídricas, em sistemas de abastecimento de água potável, em sistemas de rega, e em processos industriais. Os resultados irão fornecer informações sobre o projecto de soluções a adotar de baixo custo e demonstrar os impactos nas reduções do consumo local de energia, no controlo de perdas de água, assim como em componentes económicas, ambientais e sociais.
O Técnico é um dos parceiros do REDAWN (Reducing the Energy Dependency of Water Networks), que pretende demonstrar tecnologia micro-hídrica desenvolvida e estudada em laboratório, para aproveitar o excesso de pressão que teria que ser desperdiçada, com investigação inovadora sobre vários tipos de dispositivos conversores de energia, que permitam melhorar a eficiência energética no setor da água, reduzindo, assim, os consumos de água e energia num contexto de sustentabilidade e eficiência.
O projeto REDAWN - Reducing the Energy Dependency of Atlantic Area Water Networks, surgiu na sequência da problemática associada ao elevado índice de perdas e à eficiência energética no sector da água, na área Atlântica, que conta com a colaboração do Instituto Superior Técnico, em cooperação com várias instituições internacionais.
Para superar as barreiras existentes à difusão da aplicação de micro-hídricas e aumentar a atração da exploração dessa tecnologia limpa e de baixo custo em diferentes setores da água, é objetivo do REDAWN promover maior eficiência na utilização dos recursos nas redes de água, na região atlântica da Europa. São cinco países que intervêm no estudo, na procura de soluções de eficiência energética e que estão representados na Figura 1.
Este projeto insere-se nas preocupações associadas a diferentes campos de atuação, nomeadamente no relançar de novas formas de produção de energia renovável hídrica, em melhorar a eficiência energética de infraestruturas públicas e empresariais, no atender ao controlo de perdas hídricas e energéticas, em analisar diferentes escalas de intervenção desde infraestrutura de captação, tratamento, abastecimento e gestão da água. A incidência no controlo de pressão associado à indução de fugas ou roturas, com o apoio da empresa RSS que tem desenvolvido inúmeros estudos de intervenção no território continental e na região autónoma da Madeira, que realça a preocupação associada a medidas ambientais destinadas a reduzir e/ou evitar as emissões de gases com efeito estufa, medidas sociais na redução de tarifas de água, técnicas de produção de energia e renovação de componentes das redes de água.
O projeto irá avaliar as oportunidades de recuperação de energia em cada setor e trabalhará com diferentes utilizadores finais – e.g., SMPGA, FERAGUA, IG energy e RENOVA - para demonstrar a instalação de micro hídricas na recuperação de energia nos sistemas hidráulicos em pressão. Pretende-se desenvolver vários projetos que ajudem a garantir um equilíbrio entre os níveis de desenvolvimento das regiões da área Atlântica (AA). Vão ser analisados sistemas de micro-energia para consumo local ou comunitário com o objetivo de reduzir a dependência de eletricidade importada para algumas regiões mais periféricas. Os setores de água, alimentos e processos têm metas nacionais e internacionais para reduzir as emissões de CO2 e o consumo de água e energia. Este projeto pretende fornecer um mecanismo para alcançar 50% de redução no consumo local de energia, sabendo que o mercado de água consumida corresponde a mais de 260M €. Ao melhorar a parceria de intervenção, ao incluir 5 Estados-Membros, com parceiros académicos para o know-how que se requer, de gestão e operação de sistemas reais, vai permitir uma cobertura de interesses e necessidades de toda a área Atlântica.
Figura 1 – Países intervenientes da área Atlântica no REDAWN
As soluções micro-hídricas para recuperação de energia (Micro-Hydropower Plant - MHP) em sistemas existentes, serão aplicadas nas seguintes áreas de intervenção:
• Sistemas de abastecimento de água potável,
• Processos industriais,
• Sistemas de drenagem e tratamento de águas.
Muitos desses sistemas apresentam um elevado potencial de recuperação de energia, atualmente desperdiçado, através da substituição de geradores alimentados a combustíveis fósseis em zonas rurais e isoladas, reduzindo, assim, o impacto do sector no meio ambiente, bem como os custos operacionais associados à matéria prima. A captação, o tratamento e o consumo de água e energia são componentes essenciais na definição de soluções que conduzam à eficiência dos sistemas hidráulicos.
O projeto REDAWN foi dividido em oito tarefas designadas por workpackages – WPs – Figura 2. Incluindo componentes de coordenação, comunicação, capitalização, avaliação do potencial energético, impactos económicos e ambientais, ferramentas de apoio ao projeto e decisão, instalações piloto, políticas de valorização e atuação, apoios institucionais e impactos societais. Esta estrutura está muito bem pensada por forma a cobrir todas as componentes associadas a um projeto de investigação, com o objetivo de ser implementado, face ao potencial hidroenergético disponível nesses sistemas, e que não está ainda explorado.
Todas as WPs (Figura 2) têm relevância significativa e complementam-se. Contudo, a WP das instalações piloto (WP7), confere confiabilidade e abertura ao sucesso do projeto. Deste modo, o principal objetivo é construir instalações piloto, com vista a fornecer soluções exemplo às entidades gestores, às empresas projetistas, às organizações governamentais associadas à indústria da água, da vantagem dessas soluções, na melhoria da sua eficiência hidráulica e energética, no controlo de perdas de água, por excesso de pressão no setor da água e gastos energéticos de consumo de energia para transporte e tratamento de água.
Com o privilégio de pertencer ao IST, e ser a coordenadora desta WP7, embora o IST participe afincadamente também nas outras WPs de importância para o projeto como um todo, sem dúvida o conceber, construir e explorar soluções nas diferentes áreas do setor da água, constitui uma mais valia acrescida de conhecimento, experiência adquirida, e de desenvolvimentos, com vista a soluções inteligentes a implementar num futuro próximo, no setor da água, como bem essencial à vida.